探析港口施工中水泥混凝土裂縫成因

董平

摘要：本文主要在對港口施工中混凝土結構特點及類型分析的基礎上，從港口施工中水泥混凝土裂縫的成因及控制措施入手，通過工程實例探討港口施工中的水泥混凝土施工質量控制。

關鍵詞：港口施工；水泥混凝土；混凝土裂縫；控制措施

中圖分類號：U655.56文獻標識碼：A文章編號：1674-3024（2016）13-224-02

前言

通常情況下在進行港口施工的過程中，需要進行一次性大體積混凝土的澆筑，并且該種大體積混凝土在進行澆筑的過程中較為容易產生裂縫問題，從而在很大程度上影響了混凝土施工進度及質量，本文基于此對港口施工中的水泥混凝土施工進行分析。

1.港口施工中混凝土結構特點及類型分析

1.1港口施工的混凝土結構特點

港口施工中所采用的混凝土大多為防水型混凝土，其具有著較好的密實性與防水抗滲能力，該種結構的混凝土不要承重性能較強，并且其耐凍融以及抗侵蝕能力比一般混凝土更具優勢。另一方面，防水混凝土結構的施工材料具有廣泛性，施工較為便利且工程應用成本相對較低，由此成為了港口施工中的重要施工材料。

1.2結構類型分析

（1）普通防水混凝土

該種結構類型的防水混凝土主要是采用普通混凝土骨料級配基礎，同時對其配合比進行優化調整，由此提升混凝土結構的密實度和抗滲性能。在混凝土硬化完成后，采用相應密實度的水泥砂漿進行粗骨料之間的縫隙填補，最終切斷混凝土內部所形成的毛細滲水通道，大大提升了其抗滲性能。

（2）外加劑防水混凝土

該種類型的防水混凝土主要是采用適量的外加劑，從而對混凝土的內部結構進行改善，增強了混凝土結構的密實性以及抗滲性。在此過程中外加劑的主要作用是通過與水泥的吸附、分散和催化作用，使得混凝土性能得到改善。當前所常用的外加劑防水混凝土結構類型主要有減水劑防水混凝土、加氣劑防水混凝土以及聚合物水泥混凝土等。

2.港口施工混凝土裂縫的成因與控制

2.1裂縫成因

（1）溫度應力

混凝土澆筑完成后，由于水化熱作用的影響，其內部溫度會逐漸上升，特別是在外部環境溫度較低的情況下會造成較大的內外溫差，該種影響作用下可能會超出外部荷載，從而造成裂縫問題的產生。有時僅在溫度條件變化情況下就可能造成貫穿性裂縫的產生，特別是在冬季氣溫較低的情況下，氣溫差變化也是造成混凝土表面裂縫或者是深層裂縫的重要原因。但是與溫度應力相比，外部氣溫變化對混凝土造成的影響作用和影響周期都相對較小。

（2）抗拉強度

對于混凝土材料來說，其本身屬于脆性材料，所以其抗拉強度較低，由此就造成了其抗拉變形能力較小。對于港口水泥混凝土而言，其通常情況下是不配備鋼筋的，或者是指在表面配置少量的鋼筋，該種情況下只能依靠混凝土本身進行拉應力的承載，由此就造成了混凝土的抗拉變形能力較差，容易引發裂縫問題。

（3）施工工藝

施工工藝所造成的港口混凝土裂縫問題較多的體現在表面裂縫上，施工工藝的不合理會造成溫度應力控制能力的下降，從而進一步加大溫度應力所產生的拉應力，所以在進行港口混凝土施工的過程中應加強對施工工藝的合理控制。

（4）裂縫類型及成因分析

2.2控制措施

（1）加強材料及配比

首先應加強對混您土材料的優選并進行良好的混凝土配比，從而更好的進行混凝土溫度變化的控制，減少裂縫問題的產生。主要應注意的是外部約束作用所產生的溫度應力具有一定的補償作用，應加強對其穩定性的控制，可以采用添加外加劑的方法從而有效改善混凝土的抗拉性和抗裂性能。

（2）優化施工工藝

施工工藝的優化改進首先可以從降低混凝土內部升溫、減少基礎溫差和內外溫差入手，通常情況下可以采用分區使用水泥并同時減少單位水泥用量的方法，通過冷卻拌合水、預冷骨料以及加冰拌合等方法，從而有效的降低混凝土的澆筑溫度。

其次應進一步對混凝土建筑完善后期的養生保護，從而有效減少溫度和混凝土質量造成的不利影響。施工中的混凝土的早期裂縫問題大多是由水熱化升溫或者濕度以及環境溫度變化所引起的，因此應通過上述措施加強對該方面的優化控制。

3.工程實例應用

3.1工程概況及工程施工現場特點

本工程位于舟山本島西南部的野鴨山岸段的中部，老塘山五期碼頭旁邊。工程量泊位疏浚95000m³，①1200mm鋼管樁494根，現澆混凝土22211.98m³，預制混凝土13245.69m³，使用鋼材5344.354噸，混凝土防腐52000m²。

工程地點位于舟山老塘山五期工程卸船碼頭下游，主要是依靠上游的卸船碼頭和前棧橋作為來往船舶防撞的屏障。距離岸邊大約1.5km，同時該區域也是船舶從定海海域開往岑港海域的習慣性通道，具有較大的下游安全風險。

對于該施工區域來說，其還是老塘山港區避風錨地，因此在大風期間的避風船舶數量較多，可能存在著相應的避風船舶走錨的風險。

3.2建筑材料的供應情況

該項工程位于舟山本島，建筑材料以及設備供應較為齊全，能夠充分滿足工程建設需要，同時對于工程中所采用的鋼材等，主要是由公司物購中心進行采購并運行至現場生產區。

施工過程中所用的水泥、砂、石料以及外加劑等材料也是由公司物供中心進行采購，隨后裝料至攪拌船后，運輸到工程施工現場，最后攪拌船進行澆砼處理。

3.3混凝土施工質量控制

3.3.1夏季施工措施

從以往的該地區施工經驗來看，其在夏季最高溫度可達39°同時伴有間歇性的臺風侵襲，所以在進行混凝土施工的過程中應提前制定相應的防范措施：

首先，在進行夏季高溫天氣環境下施工的過程中，應盡量避開高溫時段的混凝土澆筑，充分利用早間和晚間低溫時段進行混凝土澆筑施工。

其次在混凝土施工的過程中，對已澆筑混凝土的結構物必須采取土工布進行覆蓋，并相應的增加養護次數。

3.3.2冬季施工措施

該工程施工地區的月平均最低氣溫為1.6℃，而在極端天氣環境下的最低氣溫為-5.8°C。如果是在冬季低溫環境下進行混凝土施工中，應主要采取以下措施：

（1）進行混凝土冬季施工的過程中，如果晝夜最低氣溫低于-3℃時，應及時停止混凝土施。如果是處于工程進度需要，則應在向監理工程師提交相應的施工方案后，確定出詳細的施工防范措施，并在經過批準后，方可進行施工作業。

（2）可以在混凝土中添加無氯鹽類防凍劑或者是低溫早強劑，對于有特殊抗凍性要求的混凝土可以加入相應的引氣劑。必要情況下可以降低混凝土水灰比。防凍劑溶液的配置應指派專人負責，同時對防凍劑摻量進行嚴格控制。

（3）對于混凝土出機溫度的控制應主要是在綜合考慮氣候環境條件、材料溫度、保溫方法以及運輸過程中造成的熱量損失基礎上進行確定，從而有效確保入模溫度，同時需要注意的是低溫條件下的混凝土攪拌時間應比常溫條件下延長50%。

（4）冬季混凝土施工的過程中，首先應在配備防凍劑和土工布對其進行覆蓋養護處理，并制定相應的冬季混凝土連續施工防凍措施。已經完成澆筑的混凝土必須進行覆蓋處理，并充分確保其養護溫度大于5°C，從而減少混凝土成品的質量問題。

3.3.3克服質量通病

混凝土施工過程中的控制面層干裂和龜裂是混凝土面層施工中的一大通病，主要可以采用面層分條澆筑、混凝土塌落度控制、相應的增加抹面次數、嚴格控制抹面時間、提升抹面質量、及時切縫（需要征得業主、設計單位和監理部門的認可）來實現最終的控制面層干裂并減少混凝土面層龜裂的目的。

4.結語

港口水泥混凝土工程結構形式各有不同，在不同的情況下產生的裂縫問題又各具特點，在進行港口水泥混凝土裂縫控制的過程中應在對其產生和發展機制深入研究的基礎上，對其特殊性進行探討，隨后確定相應的預防和治理策略。